1. No category

1
MAS:iER TIJESI]S
IN
AUTOI.{¡,]]iC CTJNÎROL 72/73
(EXAI,IENSARBET'EN ] 2 i 7 3 )
B. f,rlitterrma::k
ABSTRACT
Abstr"acts of masten theses (examensarbeten) made at the Divísiorr
of Automatic contnol, Lundlduning the academic year LgTz/rg7g
ane collected in thís nepont. rt contains abstnacts of lB
theses made by 2u students. The nepor:t refrects some of the
neseanch done at the Division of Autornatic control and can
be seen as a eomplenent to pnocess contnol rgTz/rg73,(Report
7929) which summanizes the activities at the Divisíon,
.)
TABLE OF
CÛNTENTS
Page
I " Tntroduction
3
2. List cf theses
5
3
.
Sub
j
ect
inclex
4. Abstracts
I
APPENDIX: Examensanbeten i reglei:tel<nik
HT_1 2
J
].
INTKìCDIJCTIOi\J
-rhe educati-on
for c-iviiingen jönsexamen (nras rer degnee ) is cofiìpleted with an independent wcr.k. This master thesis (exarrensanþete) shall- prove that the stuilent has iearnei l-¡ow ta attack
and solve J-arger problems" The r¡ork js assunied to take
three
morrths of full tine work anci the u¡or:k- is clone by one on
two
strrdents
-
This r-epont is a ccl-lection 01= abstr.act-s of nraster theses made
at the Division c;f Automatic Cc¡ntroL in Lund during the academic _Veålî Ig7 Z/I973 . Dur.irrg this time 18 theses vùene finished
i:y 2+ s !:u,Jents
"
rnrljo'Far'-i: of the theses is made withinthe framev¡onk
of
the g::adua';e re$eareh pnognam at the Division. But so'ne of
Tl-ie
'tlle
tìrese*e are made for instance as feasibirity
made in coope"ation 'a¡ith the índustny on othen
studies or,
divisions. The
r'*porL can thus be seen as a supprement to the sunvey of
the
r''esearch '=c-rivit:-es a.t the Division of Auto¡natic Contror
repor.tc+<i 'í n
:
t::ö¡¡r, l( " J, r Olsson, G .
Process Contnol Lg72 1973
F j.na1 Report pr,o j ect 7 z
?02/UI37, Swedish Boar.d fon Tech_
j.cai
n
Development, Repont 7329, $eptembe:: ig7g, Lund Insti_
tute of Technology.
As
"
¿J.
Ail- maste.r' theses ¿rï1e v/ï,itten in .sweû j.sh j.rli
*.bst.i:ai:ts i.ri FJng_
ljsh' Hveny thesis is p::,ess¡-¡çd in ttrjs r"epo::,i:
ç¿j.r:h t¡e n-me
of the autho'anc with one abstr.act in sv,,ecish
and one in tng*
l-ish. hrso at each abstract the nå.rne c,f f:he
i:esponsj--b1e adr¡i_
sor: ís gSiven within br:acke-[s. Tn seve::ai
Êåses tvio or mo'e
acivisors have been engaged with,c:'-ffer"ent
kinds of wo¿.k 0r jd.eas
w.,
Funthen information conce::nir-rg
tLr.e res¡lts can
the Division of Aiitomati.c contnel by contactingbe cbtainecl frrom
.he r:espo'eibie
advison. The theses are avaíiable at the
Division J"i.bra:ry and
may be broughh at nepr:oductiu.n cost.
Ëvery year a list ai suitabie subjects
for maste:r theses
iisneci _i_n S'.n¡edish, The tisr fcr ??l7g
is given
in
_-ls
appendiy;.
pub-
5
2.
LI-c_t' r.tF'II-triSËS
i{E--.11,4
Ì?.Ë-
ii
5
lìvenssùni fj.: Ðosplanei:ing
strationi, August Lg7? .
av Låkemedei (Ðr.r.rg Admin..i._
Borissonr J" and Br:issman , J : und.ersökning
av r3örvåirde_
"
s justenande Reguì-a-toner (
rnvestigat ion cf Regulatcrs f qr
Automatic Adjuat'ment cf Refer"ence varues),
september: rg.;/z,
lìË*116
.iol':anss0n
? G. and Mantínssotì, G.: ModelLen av Ekonomiska
Systein (pfodels ut^f
Ëcancm ic S)¡s 1--erns
)
ÞF-r LL r
¡\L
?]
r Octoben Lg1 ? ,
Kj el lander o B " and sei-anden
, s. : Balansfönrnåga,
aÈ- och AnaJ-ys med pnocessdator (Ba.l_ancing
line
l4easunements anci Analysis
Mätning-
Capabili.ty
), IJovember
on_
|g7Z.
RË-1].8
PehrsÉon, p-E. : .Iämfönelse mell_an
Linjära och 01in j är'a
ÞÎodellen f ör Tankneaktorn ( Compapisor:
bet,ü/een L:inear- ancÌ
Nonl-inean Models for a Tank Reacton),
Nc,r¡embe:. '1q7t
F.E-119
Gabr:jeisson, p" and Lutenlcor.t, S" :
Gnanule*ing * ett
Dyrramiskt Betnaktersesätr- (Granuratíon
in a Fei:tirizen
Plant - a Dynam:'.cal Appnoach), Noveml,en
lgjZ.
RE-t
Lindber.g, L" : Reel_ltidsident:..fieríng
på HatOen-deta
(Real-time Identification of
Da.ta frorn the Halden ñÍu:
20
clear Reactor), Novemben )-gT2.
RË-1?i
and Rasmusson, N-0.: Reglening av
1.nlopps iåda ti_t]" en Pappensmaskin (Head_box
Contnol on a PaperSu;;Íncl
"
l,
na.ch,ine,ì
F,E.I22
L
Pergscn,
.ry i978.
"
December Ig7
,
C
?
"
F::ekvensanalys (Fnequency Analysis),.ïanu*
l,ì
F.E-i23
Petterssot-Ì,
: Anaì o¿1 lì jnujr:r: j r:c
i,nask j.nmcdel-i. (;\naiog Si_mu-ie-f _ir,,i^i o.f
m,rchinÐ noceì), t4¿:r'cir il,,;"
(.1
"
å i/"
rìtr iir:ì..ei
_- 1Yil¡;
iÕ
.D¿ìÞ-i)er'€j-
iJ=rr.¡yr-
F.r*l2r+
Flur'stï'ön* E. : Ijör:ltor:tnin6; :rv r.,lerrelis.r:luna Í'-rr<t ()r,û,,:- jskaÌt-ade lir¡erfö;:ingsfunk1-j.criei- (r1,,¡-ncei-i.atjçrr of conrmo¡r
l-¿actors ;"-n fls':-i;¡1¿ ¡s¡] I'ransl e:- Euirr:Iicns ) , i!i.1)i igj A .
ñr
f\r-j-lD
Ct:onsi:ecir-, C. J. a¡ici Sa.linber:g, L.: ldentifierr.t"_ng ;_r,,
Dirnanriken i eii {lranu j-r:¡._ingsËrr.oceúË { identif icat j on of
the Dynamì-ciì ,-.:;f a i]r.,lnuiati-rig pi:or:ess), June i.g?3
"
RE-i
?5
Ne:'-lerurl , 3, : ,f ilf ståds,p-stinier.ing i Elkr.af t syst-em
( St¿rt¿: Ës f imaiion in Pr.l\n¡et- ßyS-[em.q
), June 1973,
:
Mat lssoìi j G"
nf
^r
¡rq¡/TÌ)
!,utlf
av
CSMp
(A Reviseci Versian
Iiackage), June I973"
Kennedy, B.:
FIF:*i?ij
Rotsyn Ett p:.ogram för Svntes av Lin*
jär'a, ?idsinvarrianta systern med Rotor:tme"loclen (F.oj:syn
î" synthesis Frograrn fcr. r.,i'e¿r, T'ine rnvariant rìys-f
e;ris TJs íng Root Locus ) , June lg 7 3 ,
RE*"1? 9
Ragrra.::s
son,
Kraf ï:;ys+;em
l-
Revide.:r.-i_ng
.I "
(
:
Ëkonolnisk Belastiiingsf ör-delni ng i
Ecorrorn;Lc l.oacL
Ðispatch), August
.l-973.
ì?tr-rIUU? n
: ffinimaivarianss.tr:ategíer med Begiränsaci
Styr:sig::e*l (i4ilimum Var:j â.nç,e St¡i:tegies .with I.,imited
Cantr.¡ I iiigrral ) , Augu st: LgT 3 .
'ÞF-1
î-l
.r\!
J,üJ
ihi-ri,in,
Fo-l-l<-eEson, C.
:
Dai-or.r"egier'Í_ng e,v .:n Tr.å*i,oc,p,s Fnocess
med PÏD-AJ-goritrner (computex' Reguis.ci-cn oi .* ,iwoLoolrs Pr.ocess Us in¿a IrID*¡r,Igr>l.i thm.s ) , Augr_Lst Lg7 S .
J,
¡\ci¿,r
I, çe
À.:.r.: j
.i
;i.;
i-'1.
l-rî
s,r.rj1-e:in:;
s; J ir,"']
.!.
.; u
t:)
rJ:.i::
,1:i.'i:h e:: ,l :;
'. Lli.*
I ¡)|
D.r-Sc;-'rr't+: ti;iie
)
Eii<;i,:-;g_j
-li
g i 'i
slii s Ì,.tjÈs
¿r,l cc n r-Ì-,c
' (i,lrìí|1
,-..1i; .:
r:al-
. j-rij
L 1' ,"-
,ç irå
\.,.f, r.:
i''jcij
t¿"t le;-cI
LTíi
i
iir.e
1.
i i:or:ri
j .j,-.
j
¡..
_rLir_j j- i L -'.L -l" .l aC-L
=
r¿l-
-ces J;s
ii9,
I Lìn
l-25
i-)îl
L'?-u,
el_ nui ici -i;rg
,Jl¡' r-:.;^ili
"l-¿
i1ç.:d
I i.cc pï'cc es s
t'Ðlr,
li'a;r:i.jr: rú-:ac
FÕ'u++
-\--
..1-.:1.,: rjl
.: l_.r, i-.: _:.ii
14ax-L¡',um
il
-L
L,-j .ji/'S:elïlS
l*
jiii
il'
srvTs
'!'iJ
.r--r--,1
ì -rl
_t L J.,
trt
telrs
t-
f'ia
-L .ì_ íJ
-r,ri:
L¿.J
I
I ii e n'i -i i:
lr
r.; r-.
l:,i':.i -L;,.S.iL;
;j
i iliu-ì-;t
F,1
t
i
,)
r-:
,?iii,i F:.¡Ììlli* f iS
L L.t
1 -n
J_l¡,r
ils
I
J_L-t^T
l -,^,
L!:i
i*r,
ü+li¡l:*c.i:'-r¡¿
1
I
4.
ABÍ;TRAL-1]S
RE-i1+ Augusr
Sr,'enss<:n
:L972
l Giiran
DTSPI,AI{ERTNG
AV
(P. Hagander)
LAK:EMÊDEL
A::betet crmfaitar en undersökning ¿lv en ri..aterna*¡isk
moderr- av
dig'italisnetabciismen och ett fër.sök att fi-nna
att
1ämpi_igt sät.t
be:'åíkna dossche¡ta.
Ìtcclellen lår' gjord i usA víd lJriivensíty af
southenn californía,
usc " Det fir' êr¡ cornpartnrentrncder-i
Någna av dess
"
behandlas korffattat.
egenskaper
ïnvs::ka.;1 r.v pal:,arneterv¿t iatione::
och uppfönande
u.ndersöks med s.imuieringar på ana-Logimaskin,
í steady_state
nå insignererna, cl.s*rn*, be*¿naktas som ciiracpursen
sampraer.
slrs'Lemer:.
' som h:Ítenium på optimalitet anvånds en kvadratiek
ffJr'lustfunktir)l-r¡ viiket lede'tir--L ått insignalen
blir en r-injän funlcti.on av titlståndsvariablerr¡a.
svstemet år ej hert deterministiskt. stðrninganna
nep*esenterìas rned v-itt b*us - Fön att, víd dosberäkníngen,
estime:ra titl_
stånden anvËlnds Kal,manf iltnening
"
Avslutningsvis simureras systemet föx- a.ft
r-inclersðka ínverk_an
av mÊitfel och vir-ken ritenkoppringsmatris som
än iämpligast.
Anbetet lede:: ej till någna väsentliga f,ör,b,r.ttninga.r
av digita_
lismeciicinering jåimför,t med ,,¡ad sCIn uppnåtts
vid USC. Det stö'sta
pz'oblemet han varÍt att det- ej funnits
nâgr¿¡ tiltfö:l-:i.tiigt
band melran ti1lståndsvar,íabler*na ach
u.tsigna.r-en.
I
¡
L
saln-
L0
DRIJi] AD}.1rN TS I'liA'J'IÜ}J
lii s wn:rìt emÌ:rac e s ar1 j-nvestigation
of a matherna.tical mocjel of
the rnetaboiisni of digin;alis ancL ðn
attempt to find a suitable
ç{ay 'io e ter.m j..ne a dcsage
l
regimen"
c1
ühe model
ir; USA at the University Uj. Souther:n CaL
if or*
ni.a, USC. It is a có]llpärtmen.tmo<JeL,
Some of the charactenistics
of these mr¡ciel_s â,r-e discrissed br"iefJ_y.
:'_s made
The effect of variati.ons of parametens
and behavioun in steady_
st*te are inves"bigeted with s:í.mul.atians
orr an analog computer.
sirrce the cantror vaníables, the
doses r a'e reganded äs d,ir:ac_
puises, the system is sampled. As
cri"ter:icn of optÍrnality a
guadnat-ic 10ss function is
used " This cau,'e,s .the input
to be
lineai: functr'on of the state va::.iab.les.
The system is not cor.n^pletely detex'niinis't:'-c.
The iistunbances are
reÞÌesented with whit noise.
rn or,der to estimate the state
variabLes at the car-c¡-rration of
the closf,ge r"egimen, a Ìtalmanfir_
ten is used. The systëm is simur-¿rtecl
Ðr. a crigital
cÕmpu_rer to
investigate the influence of m,easurring
er:rors and which fee,cback
mat:rice that is nnost sui.table.
This work dr:es not lead to any essentíar
imp'ovements of the
thei:apy of digitatis compared
with what has beeri acieved at
usc ' The gneate*t pr-cblem
has been that no reri-abie rerati.n
between the state var-iabres and
meaÉurements has
available
t-
been been
"
11
F.Ë-il5 September lg7?
Bor"
Ís sorl , Jer,ker
Br"is sma-n,
ian
UNDERSöK}íTNG
AV BöRVIi*DHSJUSTÐRANÐE
(K. J.
Astr:önr)
REGUT,ATORER
regleran en prÕceFSr och regrersystenemt åin tiisdiskret,
kan marr vanligtvis betnakta u.tsignaien som vítt
ncnmal *fön,lelat
bnus, En ofta för:ekomnande sítuation år,, att man
önskan få ut*
signalen att ligga så når,a ett opti,malt värd.e
som möjJ_igt" sam_
tidigt k¡'d.ver man emerlentid att cj*t.La öpti'-ilala
vånde ej ðver,_
skrides fön ofta. Når man såi.tter: eitt bö::vår,_le
ä:r man då.nfön
tvungen att ta hänsyrr"t:l-11 storleken av
cet vita l:r"r:sets stanciÚm rnan
andavvikelse.
standarcavvíkelsen ej kan betnaktas som konstant
utå.n vanienar
i tiden' kan mån tänka sig at-t 1,åta Þ<Jrr¡är.det
följa
variationer" Det än effekterna {rv en clylik justeri*gmed i ciesse
av börvän_
detn som har unciensökts i detta examensarbete.
0m
För:st undersöktes vad en justeri-ng av
börvär:det innebän jåimfört
med om bör'vär'det hålies konstant
när sta'dardevvj-keisen pen,clat
mellan två or-Íka värden. Det r¡isade sig
endast r-ðnsamt att neg*
lena bör'vär<1et, n,ä.r, standar.davr¡ikeisen antog
vånden sorn skirde
sig myeket åt, el1er när kr:avet vð.r^ att det
]
opîimala vändet
mycket s¿illar: f ick överskniclas.
Fön att få de teoretÍska resultaten
bekräftade och fõn att prova
någ:ra oiika typer av neguratÖrer, simurer:ades
en verklig pnocess
på insitutj.onens datamaskin. Den procesß
som simure'a,des var
fukthalts'eglering vid papperËtilr-ver,kning,
simuleninga*na be_
kr-äftade de teor.etiska nesultaten.
ò-
i?..
betr-åffar r:eguiatc_rrer-nä ¡:l.utì._igen : t¡ j saCe,let sig
ireÌt n,ltijr,_
i.íg.;, a'rt b,jrviínCes jus.¡-er.ing nred n j ä ì p a!, Cessa gav ;.: Lt någ,rt
särLne resuita.t ån nåir s-larrclar,¿f ,;v,",ijcej_sen eni-ogs
känd
Vaci
"
IXI"iESTTGAT'iCJV
OT'
VALUES.
ïilGULATORS .l'OR AUTOÌIATtíl ADIIU,STMIN.| (jF
RfiF,lrRï_NCIj
reguieting è pt:,oces"ç, and rhe eystern
ofi;en regard the output es white ncise.
When
j_s sarnplecl, oiìe can
cften occu::ing is a wish to cbtain an cütput as crose.to
"-
a.n cpranìe'i \/aiue as poss:"Ìlte
At th* safüe time , however, :-_t is desined
'that this optiiral- r¡a1',-¡e"is
not exceececÌ tûo often" ifhr:s, in crde'
to <iecice thr: set-point, the vaiue of the stanclar.d
de.uiation oÍ. the
+i*--,
wh¡te ncise must be coïtsirl.er,eci.
If the standand deviation can not be regaraed as
a constarit but
vanies wj-th time, ít is pÕssibie rÕ have rhe
set-poi*t foLicwi^g
t-his vari-atior¡. Ti're eff ect's of su*h arr ecijusrment
of the rsei:point hav'e beerr examined within ihis maste.n
'hesis_
¡\n examination ?"ras been ûone of the.jif.:_-erences
between th,: cases
of acljusting the set-pcint an¿ keening i*¿ constant
wrien ha,,zing the
st&ndard deviaticn changing betr¡een two var-ues.
r-E turried oii..i to
be profi-rabie to adjust the se+;_point oniy when
the two va.l.ues of
the sr:and¿rr"d ceviat j.on werë very difr-erent, or
when there rn¡as a
ciemand fo:: the opt'ima-r- vaìue se,-dcm -ec
be exceeded.
To verif5r 'i:he theonei:ical- results and to
test some diffepent types
of adjust.ing lìeg'"tiãtors e ccrnputcr, was used to
si¡rrulate a real,
prlo(:â$S. As ,in example' of a r:eal process,
moisture contror when
manufaciu:r:ìng papel t/a$ used
" The theonetical r-esul-.ts hre,-e founri
true ai'sc when the r¡aniation of the standand
deviation w*as a
stocirastic procesË,
L-
t')
J. 'J
Concer-ning -the regulat-crs it ¡ra+luraily -tuirned cut tiiat ai just ing
the- set*point with these geve a sì-ightly irifer,ior"::esult to tirat
when the stand.ard <iev iat-ion \n¡å.s jcnown. Fiowevez.r i-[ tvas foun<J
that the mos'b simp]e'egulateir gave the best *esult,
14
RE-
i
16
,Fohansson
Oc
rober.
)
Gör'ari
19 7 2
Martirrs gorr , Gör'an
MODELLER
AV
(K. LI. /,strör,)
EKONI]MTSK.A. SYSTEI'Í
ExamènsarÏ:etet redovisar först några aktuel-ia ekonomiska modeilep
och hun de kor:stt'uerats. I{uvucisq.kl"igen stud.er:as stankt aggregera<1e
modeiler. Ef'ter denna översikt f.dljer ett försök att tiilämpa en
enkei modell- i fÕrm av tineë.r"a diffenensekvationer med konstanta
koefficien'ter på vissa områden av Englands ekonomí. ModeI.Len .g.r
långt ifrån fuilstdnciig men ger åindå en känska för'hun vät ên
enkel moceir kan besk::,iva venkligheten. Det senare avsnittet
bygger på en rappcr'-l a\.' ,-.rer"emy Br:ay, parametêï-uppskattningarna
ha:r grox'ts nred ett rnaximurn likerihood identifieningsprogram på
.institutionens prccessclator, pDp 15. r det sista avsnittet av
eXamensarbetet redovisas någr"a föga uppmänksammade r"esultat för'
system med flera utsignalen"
JI,ICÐELS
OË ECONOMTC SYSTEMS
'li:e thesis first
penetnatês some economic model.s
of curnent intenes't.
The studieci models are aggregated model-s " After this slirvey fo1Ìows
an attempt to use ä sirnple n¡:del described by linear differe.rrce €quations with constant coeff icients on some ar,eas of the U.K. ecönomy,
The n¡odel is fa¡- fnom compl.ete, bu"r wili- give ê feeling of how welt
a sirnpie model can descr.ibe complicated relatÍons i-n economic systems. This pant is based on ¿1 r'epor.t by Jereny Br.a;r" The estimations of the coefficients have been done wi'rl-r ¡na.xi¡num l-ikelihcod
identi.fica'Lion program for a medÍum size computer., pDp rs, The
last part cf the thesis corrtains
f
on mul-tivaniabi.e systems.
sorne
not toc
we-ii-k:nowrr
results
l(
RË-i-l7
l.lc'¡eml,ei. LgZ z
11jeJ-ì_arrder, Bi::gen
Sel-ander^, Staf fan
BALAI,ISFCJRMÃGA
(P, Hagan<leri
MATIüïI'ÌGAF, ri(-1il Aü|ALfS l,tED pRüCE:iSDATûR
Detta exanL*n.esaï,bete utgön ett fðr.sök.
atL med hjäIp av negler,_
'[e]<ri:1.ska netcrjerfå b¿íttre i<änne,,lom om männj.skans
ba1-anssystem.
Stör're deien av arbetet h,.an omfa-[tat
fnamtagni-ng av ett program_
Paket fåjr Eñâ
-.'--ktr"aianallzs ¿.v mátse'ier öven knoppe's ìu-fning
som
funkticn av ti<ler:. M¡it:r:"ngar- ha g30nts
ders på friska persofler.,
del-s på peT-'s'"'r'rer med par-kinso's
sjuk-dom. De friska ha:r även
ursaî'rs f ö;:' 'b-i " a " al'kohoipåve::kan. paræ.m-etrÍsk
:'-dentif iering av
mâi:sE:r'ienn¡- har' 6¿;cr.'rs me,c rnaxirnun
fikerihood cch minsta kvad_
T'a.iûì.etöii
en
.
i:gens*apen ircs naz.a¡netez'n.deir-er
cch spektraluppskattninga:-, dis_
kute'as Í- r'appo'ten, men någcn metod
att påvisa inciikat.ionen på
Farkinsai:rs sjukdr:rn vi-a ti-dsse'ier:na
kan inte ånges. Fön airt gðra
detta fordras t'oligen att balanssystemet
påförs någon stör-signal_"
BALAIúCrl'ic
cApAErtrry -
oÌ$*LTt,ÍË MHÂsuRE:t4Ëi\ÍTS ANÐ AxrALysïs
Th:ls pno j ect .rs an a.ttempt to get
stan.riing by us íng control r:her:ry
a
better knewJ.edge of the
h.rl"n.ln
.
?he nnaìo'part of the wo*k ha.s,
cons.-r;teci. +f pr.oducing a pnagrem
package fo' spectnal analys's
,cf time se''*s of the .Location ,:f
the mass cents'e of '.:he bod.y" Data
fr^cm heaithl," peopie, as weli
ås fr"om peopie suffering fnom parkinsonr.".;
cl j_seaae, have been
used.
The healthy persGns have ais'
been giverr aicohol" Iiararnetï.ic
identificairi-on cf the time series
ha_s be+n crone,*rith tl::e m.aximu¡n
likelihood and the ieast Bguare methccis.
1i,
'.Ìle îr-ì'jdrì'i'; ¿inJ. t'ile 5;rlricl-r'¿-1, €r^ r--j-r=tìi'L.es .11f.Ê cL j.sci.isl:ed il,t .iir¿ i,i-.,ji¡-]1.,i..
i-ri¡l ii-r: iii elhLcii tc) -in<,iirr,¡'ie iì¿L::'iqi¡,.;air rL: ciseaee f.r'+li t-h¡:: t:;r.r(,, -;,,,.-.r :r:;
-,¡¡-f,5r 1. ci::iri.
l ¡i c.;r'ilcr, -iu ,lc, -¡ii_i S: --.t i,¡ j I i pr:,cbaÌ:ly Lie ïiÊcrers sl,r.,! i Õ
inj,.t''rduce a rl .istu.r,ifal-ÌÇr: in ti.it r:i_c.i.lir..L iiìiì.,
1'7
RE-iiE
Novemirer Lg'i
?.
Pelrsson r Pehr-Ëric:
JÁMF'öRET,SË MELI.AIü LIl'JJÄRA OCH ÐLINJJTF.A i'{ÛDEI,LER
(
T
flR
C;
"
ril- s sr:n )
'TAT'JKREìAKTTJRIJ
Dynaniken för en eutcitÉrm, nonadiabatisis tankreakt,cr med konti.nue-r,l igt f ,1.ör1e c.'cll ine(l f ut1*1-åir:ctiE, c¡ni.¡ianrjni:rg har s-luderats.
Den aktuella r.eaktionen är irreversj.bel, exoterm och av första
ordni.ngen" Huvudavsikten hay' varit att j,ä"mfðr'a de ctlinjära nodellerna ocÌ: d.e linjiíi'a app:roxinna-cioriernas beteen,Je.
De o1j-n j.än.r Cif f erentialekvat j.or-ienna beskriver massbalans , energi balans saal: kylmediets <J.ynamik. Dessa ekvationer har f inj¿irise-
ra'ts.
Bå,ie de iinjë"::a cch de olinj¿ira ekvationerna har sj.mul-erats på
anaiogi-maskin respektÍve dator. Föz' snå störningar r'Lint en
station¿irpur;kt betedde sig 1ðsningarna l-ikar''cade" För stör'nestörnÍngar r"ramtr:ådde clikheter:na fr.amför allt i koncentrationen.
Lösnirigsku::vor:na haq åskådiiggjcnts grafiskt i ett faspJ.an
tem.Þenatur cic,h koncent::ation gom vai:'iabler'"
med
Ti.it den oIinjJ.r'a modellen- har eíi PI-regulåtÕr keppiats rii-1
ingåencie kyJ-vatten f$n att T"egL€ra temperaturen i reaktorn"
Olik¿ stegstörningar på feed-koncentrationen och på uppehåiistiden i i:eaktorn fÕretogs, för' att studer"a siuu¿na systemets
bet+ende. de.Ls r'öz-, lin-¡ä.ra, dels fö:: oIínjår'¿, rnode"Lier'"
L
lo
IU
CÜMPAF-i5ûi\J BiJ:iI¡¡]¡]E¡J i,TJ\Ji]AR. A¡JD i'iOj.¡i,I}JEAR MCDELS FOR
A TA}IK FEACTOF,
of a continllou.s-f ro'w, au.toLhe'mic, nonadiabatic
sti-rreci tank rêê.r:tor li¿s been Ëtu,cied. The actual neaction is
irrevers:ì-bl-e, exo'thermic, and cf f írst order.. The main purpose
iraË tó corìpaFe thE vail-dity of the l_Ínean appnoxímatr._on and !-o
comp,lre it wÍth the nonlinea.r. behav j.oup.
The cly'an:;ics
diffe:rentiai equations, ciescr ibi.ng rnater-ial balance,
en.ergy bai_ance, anrl coolant ciyrrarn_i_es, are f onmulateci. Theseequatiens are linearized.
T'he nonlinear^
Both the l-inean and the nonl-inea:. equatio;rs har76 been studied by
simul"ation on anal-og and di.gital c.Jinputers rìe*ripec-tiveiy. The
trajectories behaved in a siniia' mãÍìner', å.s expeetedn for smari
perrtunbations around tiie statiu-nårv pcint, Ëor. ,-a::,ge distur:bances
tne majon diffe'ences appeanecj in the conce'tration.
The solution curves ane displayed graphícaliy in e two-dir,lensionalphase plane, Cescnibing temperature anci cÕncent-raticn.
A Pr-contrcllen has been attached to the feed of the- ccoling ,,/ater
to contral- the tenperatune of the reactor-. Different d.istu:rbances
of the feed concentration and hoLding-up time of the reactoir rdene
made 'Ûo str"rdy the closec Bystenrts ï-esponse both for" the i1oniirrear
and for the l-inea,:r procesË modeLs.
I
i.9
Fii-if 9
Gabr
ì,Iovenii¡¿:r- Lg'Ì
i*,rs
s.cn
l,uterkort,
G.Rltìtí'r.rLËP'
?
.
Per
S*'-af f an
ïlte
(G. 0lsson
)
ET,T DYN¿\¡4TSK,T BETF.AKTilL,SESATT
Lìet-ta É.i'bete omf attar bes'tämrring av nratematiska mocleller fön
granu j enirigspnc,'eessen vid SUPRAS lrllrK-fabrik i L-an<lskrona" Dessa
m'orielle' skaii använclas för att fönsöka förkrara hun de svåìngningar rrppstår sr:m förekommer. i NpK_processen.
Modelien har- framtagíts deis genorr: fysíkalisjca övervåeancren och
deis gen(rn identif iering av insignar-utsi_gnal samband med hräip
av maximum iilceiihood metocien.
De ovan n¿imnda mocielrenna ha:: vis,et fö?jande: De lårrga tï,ans_
porttiCerna fön systemet medfön fara för' ir:stabiiiteter,. De1_ har
vicare visat sig att konästorr-eken san:.,c teir,peraturen j_ retur,*
fl-ödet är. viktiga till_stånclsvar-j-aiilez,.
Ðe ¡iodelien sÕn fnantagits är' ingalurioa fuiiståndiga, men cie
model-l-ernã visar dock att en :relativt begnänsad m.ätsez,ie kan ge
sådana resulta't vj-d ;"noceiì-byggandet att man kan skapa s-cör.r.e fön-
ståelse tör vil-i<a faktcrer
.pt,àcessen.
GRANUL.A.TTfJj)I
in i:his
Ï¡J A
wo-¡'k
sonr
är väsen';liga för gnanulerings-
FERTTLTZËF. PLANÎ
A
DYNAMTCAL APPROACH
mathema'iicar mociels of a gnanulatíng process plant
llaç'e been ,iet+r"mined" The plant is situated at the supRA conpðny,
Landskrcila , Si,re,J.en " The p::odr_lct studied is a f er:til_izen, NFK
ïn
the process ther.e åre oscirlaLi_ons in tire material_ flow. The "
models wi-rl- be r:seij as an at;tempt to expla-in and, hopefuliy, cc,îì'tr.ol the process bet.ter,"
20
Tn r;he fir'st stage it was rried to ob'taín a physical model of
tlie
granriì-ator" Lat*r pä'r'cimetrr'-c mcde.l-s for the gr:anulaton ancl -the
recirculatjon f'j-o.n, were de::ivecj using the maximum likerihooci
met'ihod' Tliese' lnodeis Í,,ïene combined to a cllosed syËtern model fo'
rlie v¡hote pr,ocess "
important probì_ern is the .instabiiity that may occur clue
to
the Iong tr"ansport de1,ays.
0ne
the maximum rikelirrood identificatíons it appeareé that
gnain size and necinculation tempenatune are the major:
s"Late
Fr.om
var-iables
"
Tlte model accunacy ie not satísfac.tor.y. This depends
on the faet
that only normal distr¡r.banLres were used in the expeniment,
and
a.l"so that the numben of sanrpres ís !úery smair.
rt i.s, hor,ieven,
intenestì'ng to show that a relal.ively sintple ã,rtd short experimen¡
cd'n give dynamic modets that can expl.ain the. principar
clynanii.c
behavioun of the gnanulating ptant.
2'.L
RE-i 2 C Ìrloveinbet
LS7
2
i-in<1irer,g, Lars
R.
f, E I, LT T D
En'
13
TD.E¡IT
(
iI'
T
ER
8,, "¡¡ittenmark-
)
I ¡JG IrÅ I"iALiJË },i- }A1iA
i I t íd s iii e n t i f i. e:: i irg s a 1 gor" ì- t r^rn ir.:_ s e r. ad på Kal-manfil-cer. haz'
u:-rie*sökrs dels på simuler.ade ,iata och <iels på data fr:ån Halcienee
lz-i-n¡n
r'ar
r ìsq4J\
'-\/j,
I!
¡
Ï'örlrf sättningay:na f ör atr: rnetorjen skail fungena är att processÉns
sr"stenbrus är" vir-r och att tirlståndsvaniablenna kan måtaç uta.n
l:FìrG ' 1)å dess¡:- än up¡:fyil,Ja frrrrgenacle; rnetoden
bra på simu.l.ez.,flde
cata.
vi'4
í'lE:n-L-j"f.-iering på i{al-den,ca¡;a användes experiment där
styrsta.
va-r'íl.¿ oc.i: eï-L å.ngfi$d.e har rnanit insignalen" Tnycken
i cie p,,ï,i_
mär'a, s*ki¡nd¿ina cch tenti-är¿i ki:e-tsarna har vanit utsignaler.
Icierrrifieringsr.esui-'laten har jåmfönts med maximum l.ikel.ihood
i'dent-if iering" överenst¿i-mmeLsen mel-lan de båda rnetodez.nð- vä.:rl
cl'å1-ig, huvudrsaklige* beroencle på att systembnuse-E ej va'vitt.
RIiAL*TI}ïE IDE¡lTÏFIC..q?T0t\i OF DAT'A FROM THE IIALTIEN NUCLEAR
p.ËACToR
An aì'gor-i-'thm fon real--tine ådentification based on Kaiman f
:'-l_te;n
has l-reen investigated using simr:late_d data ancL ãa*ca frorn the
lia-l.den nuc-l_ear ::eactori
"
The assumptions af the ai-g;onithrn are that. tli.e -rÌrçrjess ncj-se
is
white ai-id thå't the state varj-ables c'r.¡ be rn-easu:r-ecì çr¡í.ihotri; r:oise.
For r:his case the method gave gcod. r.esui¡E¡ rJn sijnu l,¿.tec ciat"l.
rn the iixperi-ments f::c¡n FIaìden the con-ir:*i y,oric¡ ¿.nd a steam
f low hreT,e used å.s inpui: signals.
The pressures j-n i:he priniany,
¿¿
$econdany, and tertia.ry ci.r,r:uits r^rere used as outFut ' ignals.
The resul'ts have beeri compa.r.ed r¿ith the results from maximum
lilcelíhood identifications,
The agneernent be.tween the ¡esults
ürås rather poor mainly depenclirrg oÌ! .i:he fact that the process
noise "rÁid.s nÕ't v,ihi.te.
j
t
Þ
t
b
23
lìii* i 2.i
i-r+ceri-ii:q:1,
.- - '-¿+iúJ.'-; q l;Ciliìr.:li,
i,:j'l
2
+
L
Ii¿:sniussÕn. i,ii_i s -ùl-til:
P'EG;'iiRl-i'ic
Aï
(K. i"
ê.sit;:iinni
ii';r-oIrirsL,qD/\ Trï.,L ï-iií FAFpiRST4ASKTN
ilza¡nensa::betet üÍrìfattår n-rocle.J-ii:ygflnãLi, anaivs och e imulerine av
in]'onpsiådon för ên Þappersniaskin. Ancir'a. ot.clnirigens model-l-Ëï,
irar behan<11ats lör" en enkel sir-¡ten inJ-oppslådar ?ir sluten
"inioppe lårja nrec Hornbostethål- oeh sl-¡¡'ter-r inic¡:psiåcÌa ned öventöp" \¡idare
Ïrar mc'celler för någna mer' ltompiicer.acle system 'behandla.ts nêåm1ìgen
en inl';ppslåda sred öven1öp o*h lufttank (tr:e.,ij:r: a:rrlningens syste.n),
och inioppslåca mecl över'iöp oclr nivåregier.irìg Ëv ö,¿eriöIret (fjär.de
ondningens system), ccir e\., in-Lopp_+iå,la r¿e,j öveniöp och dynaniJ< i
bl-anrlninspunp och bj_åsmaskin (fjär.de o::cn:-_äge.nt s1;s i:cni)
" Två
oiilca FI-reguiator:en han studerats fö:. ii:1-opi:slåC¿ neçl överJ-öp
genorir
sim*lering på instil,utionens
HEAD*BOX COIrlTROL ON
anarog:'-rnaski n .
A PAFEìì.*I4ÂCrfIlq];
þÏodel-ljtg, anal-ysis, and simuiation of head -'!:ox ciyria-n^,;i-cs åï.e consider'eu, second order- moders fcr a simple cJosed he¿"",J*box, a head-.
box witir a Hcrnl:ostel-iroi-e, and a head-bax {,,'ith o,¡erflow are investigaterl' Ì'fov'e ccmpie;< *onfigu-nations çuch .:is a head-box with ovÉjïìfl-ow ancl an aintarik (tnir,¿ oy,den system), a heacl*box wj.th cver_
fior¡' and lev'*r cÕntr'ol of the auxå1iai:y l-evel (founth or-cier sirsten)
alre also :'-nt¡ee-tj,gated. ft has been at'tempteci to model- actuetor
dyn;r;:lic-"' Truo iiffererit PI*controi schemes arìe investigated" The
c'¿iLarnics anci ';ontnol stuiic+s i¡./eïìe macle cn arr anal-og comÐuter"
24
RE-.122 Jan,¡ary 1973
Petsson,
(ts. I¡ii.ttenm¿rk)
Conny
T'REKVENSANALYS
Detta examensarbete irrnehå1".i-er. ett progråHrFaket, med viiket ett
yttre systems överför'i-ngsfulktiorr kan bestå:nrnas mecl hJäIp av
fr"ekl¡ensanaiys. Dessutom behandlas de probtem som uippstån då
fr*kvençñnalj/s gärs med en d.ato::"
skrivet fðr pnocessdatonn pÐp-lb på rnstitutionen för F,eglerteknik, TeJcniska Högskolan', Lund. Denna daton
d,r ìi.t'rustad med reelttidssystemer Rsx-i-s och interface, samtlj-ga prcg::am är skrivna i FOF.TRAN. Metodens användbanhet demcnstreras Ce-ls på s)¡stem som simulerats på analogimaskin och dels
på två l-ab,¡:rator"ieprocesser.
Prcgnarnpake'tet ä.r
EF.;rQtrHrvcY ANALYS r
S
This report describes a group of pr.cgrams with rphich the tr.ansfer. function of an external system can be detenmjneci using freqrrency response analysis. the problerns which appea1' when a (-:olnputer is usecl as a frequency nesponse anaiysen are al-so treated.
The Pragrãms aire wnitten for. the prÕcess cornputer: pDF*IS at the
Divísion of Automatic contnol-, Lund rn.stitute of Technology.
The computen is equípped with the real time system RSX-IS and has
ä'n intenface making it possible to connect the computer to exterr¡41 p]:ccesÈeB. The progrramming 'tanguage is FûRTRAII.
Exampres are given which show the appiicabílíty cf the method.
systems are simulated on an analog computer.. Funther, t.,n/o
laÏ:oratory prloce6ses have been used.
'2s
RE-12
3 March
L
g'/
3
Petterssoít, 0Iof
A¡JAT'OG SIMULERTNG
(e. f¡íittenmark)
AV ËN Ë¡ÌKEL
PAPPËRSMASKINMOÐT]LL
Ën analog simulening har gflor:ts av en enkel pappersmaskinrnoder_l
nre<l
fem tiil*qtåndsvari-aT¡ler, sj* insigna-rer och sju utsignaler.
va.r, att framfðr alrt visa att modellen i stora
d::ag beter sig so¡n en pappersmaskin, men också at.t undensðka
hu' regre::ing û.v i^roppslåclan piåvenkar utsignarernå och då
spêciellt 5rrvikt och fukthar-t i clet fä.ndiga papper€t.
Må.].sättn:i-ngen
ResuitateT flv arbetet är, att moderren beten sig som en papper4smaski-''¡ med unrlünta.g av små ¿vvikelseï, i station&ra
vä.rden, Ðeasa
avttiJç61s¡¿v' h,Hnfön Big tilr <Jen starkt orinjåna
ekvationen for
1;i;'5z6J4p+ i intopp$1,ådan. De gjcir.da
reg.i eninganna av inroppsr",ådarr
visar- êt'r' jåimfö::t nred öppna systemet, han ytvikts- och fukthatts*
vaniat ioney'na ¡ninskat
"
ê'nlALoG srMUI'AîrcN Oir
A
srMpLE pApEÍ{-MAcHr}rE
MOÐEL
This work conêerrnË ã.n anarogous simur-ati.on cf a simple papermaehine noder with fÍve Étate varíabres, seven inputs
and seven
outputs
"
'rher:e ane two aims with the work. Fir,stly, it
is to verify that
the gross featur.es are eornect. secondry, it is ta shor¿ r,+hat
happens r,¡ith the outputs r¡hen contx-oj stnateg|es are applied
on
the head-box"
The moclel is fainry connect with a smaÌr diver:gence
in the stationary values due to the non rinearity j.n the equatiorr of .the
¡ead-
br:x
prreÉgr-rre.
7
¿D
-i
i¿., i.r'lììtl--i:üi- lr; i,1..ì...:gi_+: :.1¡;r.r_l
¡¡¡:t i:)l-ì ,iit:: ;¡.:Si:l i.;--ì giii
r--f-f
1:.
híi
:.í=li i::.l,ti
_
-i e:,:1
:.ircl
ÒJ.ì
Lhe hearl*box ìrave a posi iive
rhe rdä1-r=t:-to fi-br'e i.a'i_:-on å..
Rll-l24
l4ay 1973
Bur$tröm, ÏJr.ik
FtiRKORTl'irl'{c AV ËEMHt'tsAuMÁ FAKToRER
(
r
T.
Söderstnörn)
sl{ATTADg ÕvERFöRiNcsiruNKTTcNER
Problemet att avgöna om en gj-ven överföningsfunktion har gemen*
sêmÍnd fak'tnv'er. e.l-len ínte han etudcrats" Uverföringsfunl:tioneri
¿in inte exakt kä.nd, utan given med en viss k¿ind. noggrannhet.
Två olÍka metod.er att lôsa pnoblemet h¿r unci.er"sökts. In den f,ör.sta metoden beråTknas systemets poler c,ch no11stu.llen crch d¡lnefter
göns stetistiska þypotestestep f$r: att utnöna on víssa faktor-er
kan betnaktas som getnensarnrna.
I den andna me'toden används EuklÍcles algonithm för. pcJ_ynom, dvs
tvã' polynorn d.ividenas succe6sivt tills restpolynomet blir nolL i
stat j.st isk mening .
De båda metodenna han
testate på någna kända och några okäncla
ßystem' och nesurtaten visar" att den första ne-baden i negei ger
ganska bra r'esultat medan den andra metoclen endast i vissa speeielia fall ge]: ett nimiigt resu,l_tat.
CANCELLATION ÛF COMMO¡J FACTORS TN ËSTTMATEÐ TRANSFER FIJNCTTONS
A systenr, which ean be r:ep::esentecl by a linea:. input- output ï,eration ås símuiaiecl and ioentif íed, fn this v/ay å tnansfer func*
tion ís cbtained, ihe tnansfer. function is not exactly known,
but giveri with a cex'taín accuracy.
The proÌ:iem is to deciele whether the transfer function has com-
f,actors in â stð.tj.sticai sense, and if it hag, ít. is desíneci
'[û abbreviate these facto:re in oz:der to obta,in a
model of rower
or.den than the giverr modeI.
mon
28
different rne-Lhods of sclving t}'re problem ha..¡e been examinerJ.
In the first method the pcles anrl. zeros of the t:'ansferi function
are computed, and statistical hypothesistests are made in o:rCer'
to decide whether some factors ee,' l¡e consicier.'eci as comt'non.
Two
In the other method the Euclidean *lgonithm for pclynonial-s is
used, i.e, twc poJ.ynomiats are clir¡,ided reFearedlyr u¡rtiL thcr
remainder polynomial is zer.'o in a statistical sen,se.
, which reaTLze the two methods, have been written and tested on sÐne simulated ancl $ome reaf 6y6tems. The
r.esultg sliow that thre first method in many situations gives å.
nathe:: good appz.crximation of the systemo while the othen method
gives satisfactory result.s only j.n some special situations.
Coraputer. programË
29
F.Ë-L2r¿ iurre lETil
frcns i:eclt , CarJ- .icrlian
SaimÌ:e.rg, Leif
IÐTJNTÏFTERIJ.fê AV ÐY¡JA¡4iKE]$
Dette
(G. 0lsson)
T EN GRANULERINGSPROCESS
är ett för'sök att ? f:rån olika fönutsättníngan beträf fancle grund.lä.ggande systemstruktur, bygga en
dynamisl< modelr som beskr-iver granul+ringspnocassen vid en
Ì'fPK-gödselmecelfabrik. Ar.Þetet gnundar sig på experimentella
d.ata fnån I'iPK-fab¡'iken vid sup::a j- Lan,lskrona. unden ex.per.imentet, då variablen såsom granulfnaktione¡r och slamtemperä.tun
nm uppmä.ttes, stðr:des prccessen medr¡etet geni);n variatj_onen í
exð.men6ar-,bete
p:.oduktutmatníngen
.
Modeller"na ger dynamiska rel-ationer meiiarr kor,nf::aktj.onerna.
Lle fnarntagna modelierrra ä:: ali.¿z ti,Jsdiskreta med störnirLgar
som kan ka¡:aktenisenas som stokasti.ska vg.r'iabler. För.eök han
gjo]lts med två fundamentð.lt olika ¡"nocieiler, dels en med fLer"a
insignale:: och en utsignar, rJeJ.s en meçl lÌier"a insígnaler. och
fler-a u'tsignaler'. Modelierna har. ar-rpassð.ts titl up-pmåitt;r data
med
hjäfp av maximum likelihooC
meto.den.
vissa më.ttekniska pnobrem gör det svår,t att få god noggnannhet
i rnodellelrna' Exempelvisrför att bättre kurrna beekriva hur andelen konnfnaktj"one:: eften gnanulatonn ber.on dv kornstonl-ekar före
granulatov-n måste m¿terialströmmen ef ten gnanulator.n kunna vägas.
Det är likaså svånt att noggrant faststäÌIa pnoduktflödetB momen-Lana vä:"derr, eftersom ingen våg
finnes vid produktfickorna.
TDENT']FTCATIGN OF THE ÐYNAMICS OF
A
GRANULATING PROCESS
|n this thesis differ"ent approaches have been made to make dynarnic nioders af a granulating pnocess at ê. NpK fentj.lizer plant.
30
Experillents have -been perfar:neci at l-Ìr+: Supi:a NFL Þ1ant i¡r Lanci s krona, Sweden. The prccess was <1e1ibe:i:atly Lii-st,¡nbecl by varying
the product cutplit f iow rate, ai:d å number cf variabies tf ere re corcied í. e " tempenatu,res n mc istur"e . end grain sizes .
the grnin;izes rlepend on each or;her dyna*
mieally. AtI nocÌeIs dre time discr.ete with distur:bances descnibecl
as stoehastic variables. Two basj-cly ,liffer"ent structures have
been t:este,l , ütìe mrll-¡ iple-inpu l- , uing.i-e-output panarneter model
arrd one ntultivaría:ble state m<¡del structure. The models have
been irientifiecl based on the e)çperimental data by use of the
The models decribe hot¡
maxirnum
l-ikel.ihoocl
methoci
"
problems make the rnodel accuracy unsatisfactony"
Ïn order- to better descnibe how the fractions of gnain sizes
aftev' th+: gt'anulat,;r' cepend on the sizes befope the granulator.,
the material f 1ow mass must be measuned. aften the gnanulaton.
It js also difficuit to accunateJ-y measure the pnoduct flcw nate,
D-ecause nc meter is placed directly at the product outprrt.
Some measuremen.t
31
RE."L26 iune t9T3
Neideruci, Berrgt
.I'
T
tL
S
T.AND
SE S
(s. Liridahi)
? I}.{ER
T
NG
T
E T^,KRAF TS
YSTE¡,I
Hkvationer:na fijr dynamisk tiirståncisestinner.íng ned
Kal-manfiltner:i-ng håirleds och operationst.iderna föió ciika
vanianter av
Kal-manfiltnering uppskattas. f,tt elkiraftnåit med fem
knutpunkter
och två' generatGreï' simuleras med diffe¡.en-bial-ekvatío:rer
för fasvinkel ruftg"ipseffekt' flöclen samt spärrriirrgs- och effekt¡egura'
toner som gruncT . Simul.enade vär,den uri det La nät används
sedan
vid test av e¡-l stati.sk 'Li11ståndsestimator.. Denna ,lr
konstr"uerad för' sekven'tieil- behancllirrg av måítvåirden efter
sarffrla pr.inciper
so¡n Kalmanf
iitrer-ing
STATE ESTTMATTCIN
IN
.
POWER SYSTEMS
T'he equations fof' a dynamica!- state estimation
with Kalmanf iltering are d,eríved, and the oper-ation
tirnes for" cifferent
vaniants of Kalman-filtering arre esfim":terf - An electpical
poî^/ernetwork with f ive nodes and two generators is
si¡nurated with
diffenentia.l eq*ations fon phase*ang1e, ain-gap powen,
fluxes,
and voltage- e'ncl power:-regulators
" Simr¡j-ated valueg fnom r:his
netÞrorìk a,:e trren used by testíng a static
state estimator. This
is constrticteci for. sequentiar Fi:ocessing of measured
varues
using the same pr-.inciples a,È Kalman-filtering.
J¿
RE-1"'¿7 June 1973
l,f
atts
on
,
Göran
REVTDËRTI'{G
AV
(
ß.
vJi
tterunark
)
CSMF
Inst.i-tutionen fön Regle:rteknik vici ì.TH ha:r fr.ån Sa.ab i Link;öping
fått en ve::s j^on av simule::ingsspnåket CSI.{P. Denna, vørsion var
ej tiilr¡ickligt
anvåinrJa:rvänlig, då den r:tnyttjade datorns kontnoLlswitch,s.r- fðn att styr.a exekver.inger¡,
har d,är.för gjorts till inerituplottni ngsfac iL iteterna f ör'båittz.at s
En komm.u<lostyrd ucr.síon av
tionens PDP*15. Vidare har
C,9MP
.q RFJVISED VERSION OF A CSMP
PACKAGE
The Division of Automatic.,Control at LTH has got a version of
CSI'{P fron Saab in Li.nköping. This version was very circums-ran*
tiai for the userl, because it used the computenfã control-switchea
for the intenactive control,
A corunand oriented version of CSI4P has been <leveloped for the
PDP-I5 at the Division. Furthen, the plotting facitities irave
'been irnproved.
)¡
"
a2
JJ
IlË-:l*28 June i973
Kennedy,
RCTSYN
SJY
.
("r. \diesi-anoer)
Bo
T:TI] PROGRAI4 IöR SY}JTÌIS Ai¡. i,rnI.I;l:R,í\
}
.iIDSr}JVAR.T¡\}I1A
S'Tf,M 14ËD RC)TriRTI.4Ti,IODr.¡,I
Synte's rned hjärp av roiortmetocien dnsea av många vara en attr:aktÍv ¡netocl. Den lider clock av delr nackd.elen att det är besr¡ärligt att marruel-rt få en exakt _biid av rotontens utseend.e, samtidigt än mänsklig intuition viktig vid merodens användning,
'arför allt synes uppLa¡¡t fðr ett intei¡aktivt prognam för €Fr
dator utrust.ad med. någon gr-af isk eriliet, t ex bitclsk;ir.m.
Delta examensarbete beskriver ett pÌ.ogram som utnyttjar en rutin
fö¿: be:cä]sning av karaktenistiska polynomets nollställen v1d r.j.tningen av rotor-ten. Stegiä.ngden fön fönståï-kningspanametern K
va::ieras a.,,i iomati skt .
Systemet och/e-Ller regulatorn kan på intenaktiv väg modifieras.
Dessutom kan rlet återkopplade systemets stegsvar ritas för god-
tyckligt värde på K.
ROÏSY}.I
-
A SYNTHESTS FROGRAI'I
FOR L,IÎ'lEAlì, TII'{ËINVARIANT SYSTEMS
USTNG ROOT LOCUS
Design of contncl systems using the ro,ot-iocr¡s rnethod is of'ten
consiciened an atträ.ctive method" it has the dx,at¿back, though,
that it is difficult-to get ã,n exð.et pj.cturie of the locus man.ü"
al1y" 0n the other hand, human. intu:l-r:icn is essential. Therefore r åfl inte::active pr.ognam for a ccm¡ruter equi.ppej with some
graph-ic device would be welcome,
llhis thesis ciescr-ibes a prognam utii izíng a ¡.outine fon cialcuJ.ating the zeroes of t_he characte:r:gtjc pclynomial i-n oncler, ,to
.!
g
7
¡'¡;'i l.cCt-rË " .i'h+: :iÌ:Êi: .1,=iti¡ti: -il-,
;s cir,:'i-.jjÌì¡t i i iaÌ L.,r a.lj ur i_eri
F-i,J1- ïn+_"
ii-;
e :_ii_t. :)_ìl-,-iï:;: -LÈa,i..
"
'iii e
[] 1/
S'j:,iìJlì
Fu¡".'i.jre:t'noï.iî-
pio.-r-terì
"
cr
l^ii
¡/ r-;i-,
¡ ih+
+'L ^
LiiJ 1.c:1..
ilí)ìì.li-.a i ìr-:r'
r¿ìiìl.,ülir.-1= )i
i:ç: ..;:,¿:.,.i1 t-ì'_,""t:Ì.r, ll;¡,-r: :, iCti.
-rj-irl ,:i.,::.,::i,1 .c()!) ¡j\,,r:J--É).1. i,:c-.lll j-r.:
.::a:.t.:
)Ê-
AJJ
RTj-
12I
Augus
R.agna:rs Íjon
t-
1g 7 3
, Jcin
EKONO¡,IÏSK BELASTNINESF0RÐT-LNIiiG
(S. Lindai'ri)
T
KRAFI]SYSTËI,I
för att i-ösa pr:obiemet ned ekonomisk belastnings t:ördelning i ett J<,r'aftsys.rem Ìrar rehandlats" pni;rcj.pie1lt är,
pnoblemet följande: Mínimera f(x) under bivilikoren g(x) s û oclr
h(x) : 0" En översikt ðver. metoder för lösning å.v detta pnoblem
ges. I-iaclcclelen ned de kånc1a metcderna än att svårigheter uppstå:: då o1iki:ei:s.¡iiikoren ei å.r, uttryckta i de obei:oend.e var.j.ablerna. Hn ny metod., ELÐ ) som klar"ar av ,letta pncblem presenteras" Ëtr testexempe] utarbetat av cÏGRE används slutligen
f ar åttc r:nCer:söka hur. ELD fungerar,"
En metod
L]COI{OMTC LOAD TTSPATCH
fcn sol.ving the load dispatch pnoblem in power s'y'steïÍE
has been investigate,l , irr pninciple, the probrem can be for.mul-ated as fcl-lows: Minimize f (x) when the foliowing conditj.ons
shall be satisf ied g(.x) < 0 and ä(x) = g.
Cne methoc
A
of methods soJ-ving this probleia is pr-esented" T,he disaCvantage with known methods ís that ,C:'_ff-i-cuj-1:ies occur if i_iiequa*
fity constraints êre not expreÉsecl in the ineiependent var.iables"
summary
A new method, ELD, which manages 'fhis pr.cblem, is presen.ted" A
testexample worked out by CIGRE is finailv used to îest jf enCL
how ELD works.
JO
IlË*.t3il Auslrst i97.j
íoikes
sio
i-r
:
Chri.s'l-er.
(B
.
[¡/r'-t tenmar.k. ]
}1INTI'îAL VAEIANSSTR.ATEGTER MÊD BEGRANSAD STYRSIG¡,IAL
tl-ika metoden hair unrlersökts för' minimalvar"iansr:egleriirg åv linjåttar tiCsin.¿arianta och sarnpJ-ade sysrem mecl en -in.- och uts:ignal,
clå det gällen att styrsignal-ens ampiitud är beg::änsad " Den mest
naturliga metoden än att anr;änúa en minírnalvariane-stråtegir som
då begrärrsning ej företiggenrmi¡"limerar utsignalens vanians. Då
stynsignalen begränsas störs minj.mal-var-iansstrategin så att nesu.ltatet blir såimre. En metod som Ínnebär, att även stynsignalens varians tages med j- den förlustfunktion som sty:rlagen skali
rninimera,, u¡:der'söke6 " Denna me'tc,d getr. d.ock sä1ian något posi-tivt
nesuitat i jämföne1se med den vaniiga minimalvaï'iansstrategi.n.
l4en det finns metoder, 6om i vissa fari ger mycket stora r-örbättringar.
En av dem än en styrstrategi som i:tför enstegsminimer:irrg av utsignalens tea::i-ans, med frivill-kopet att stvrsi.gna_lens arnpl_itud
måste vai.a mindi:e ä.n den begränsande nÍvån. Ett, i jämföretse
lned derrna metod, li.kvändigt r-esultat erhåiLes ned en sj.IlvirLt
s'cäi.rande regr:lat'or. Denna reguì-ator estimerar sjärv sína
regulator'pa:ia.metr,a.r) varför systemets koefficienter får. .¿ara
okäricia nen kön,$tanta. Detta förhå11ande än ofta realisti¡;kt.
I"ÍINIMUM VA.TIIA,NCE STRå,TEGIES !,IITH LÏMITHD CONTROL STGNAT
Different me'chocis Ìra,ve b¡een in'¡estigated for minimurn variance
cöntrrii of t:iriear,, timeinvariant ¡ drìcl sampled s ingle-i.nput,
síngle-outpur sy'stens, when the amBlituce of the control signal
is crcìrstrained. The most natural method is to use a minimum
'¿,1.r'iarice stra-fegy, which mj-nj.mizes the varaince af the output
3t
signal , but only wherr nc satu¡atio¡r is appliecì. satunation
of
the input signa)- wiir give disturbance to the strategy causing
't' woT-se nesuir" rri ofie methcd for. i.nvestigation, the contnr:ll-av¿ minj'm'i'zes a l-css function a.iso
i¡rcl-udi.ng the inpu-t variance.
Thi s nethccl , however , serdom gives a better
::esur_t -tha^ the
ondinary mi-ninrum var.ia'ce strategy. There a'ee however,,
methods
which in
scimê
cases gl'_ve great improvements
"
af these per:fonms a one-step ¡ninimizatíon of the Ðutput
si.Érnal- vaniance, under the condition t-irat the ccntrol
signal ampi ítude is less than the satur"ation ievei, The same gtrorl ¡resul_t
is
obtained with a self -tuning z.egu j-a-bor:
This
regula.Eor
estima_ces
"
the panametens of the systern to be unkncwn, but stiJ-i constanl_.
Ttris condition is often realistic.
Ûn.e
JÜ
Ril*i3i Augu.st lgTS
Thr-rlin,
,Ìán
DATCRR.ËGLEJìTNG
(
AV HN I.'VÂ*iCCPS
PROí]ESJS
i .
i,'i-Le
¡ Ìa¡rd er'
)
}{EÐ PTD.,AI,GORITH},:I]F.
i/id institutione:r f inns en e;<;rL1r:r'.rientuppsiäitning där ân jr_i.rl,.r
kan rul-la rängs erì qr:idba;r bana" syfteï ålr att st-yra k:uiar:s
rönelsej? genom sÍgnaLer' ti,ii den motry Éom vride;r, -,banan
"
L detta examensar'l:,ete har. oiílca såit pro'ats, att på en ciato,r,
impi-ementerra FiD-regu-ìatorer frir clerrna. pï,oeess
" Den delas upp
l"' två ioop,*i"' en f#n v.icìni-ngen av bananl clen anrlna för
s-E5r¡¡iip*
a-v
kuian.
Goda reg:Le:;"resultet han kunna.;
uppnås" rntnesgant är a+;t nctera
att nðjiighe-ten ri.li viiÌkorlig integrer'ing av felsignalen .i-nneburit en förbättring gentemot en staridai:d prÐ-reguÌator,.
COMPUTHR F'ËGUL,ATTO¡I OF
A Tb/O-i,OÛF
PROCESS UST¡JG PID-ALGORl'iFiMS
At the institute there i-s an experi.men'[a-l device where a steel
h:air is allowed to rclr- a.iong a rer.roi-úing traek. The purpöse
j-s to control the bal-ies movements rkrrough s.ignals
to the ríÌoïot:
'that is turniEg tl-ie t-r'ack
"
Ïn th-is thesi;s <l.ifferent ways to irnpl_ernenr pïf.r*r,egu1arors cn a
cigitai compuc€p b.ave been testec" rn this ce-se the process
consists of 1:wo loops, cine for tl'ie revoiving tr.arjk, the other
for the noiling baij.
Goorj Fesul-ts have beer¡
achieveti, It- is Í.n'teres*cÍng to note .rhat.
the possibility tÕ use cpndti:j"ar¡aL integratiol oi the *r\t,ar has
meant an acivantage eornpared. tc the tr.aditicnal pID-regi;l¿rto.r:"
II.PPg¡ID.Ii;
ji)iÄi{ i.- l.J:ìAi+.iiEi }:}; I P.TGLËRTTKÌ{I!i L1T.'Ì 2
"
ï
t ges någ:r-a förslag på examensar"beten i,
r.eq"Le-r.i:e,tni k " Ar.betena Þresenteras i ett antal avsni.t.t ,
va-rs .r'ul-rï-iker ciefinie:rar exafnensarbetenas ailn.änna innehå-l.i" r ve.rje av::i-:itt ges några konkreta för.s1ag t i-1i
examensar:bete" Fðrsiageri finns utförli.gane besknj.vna
en pärr¡.' 3om- fjnns på institutj-cnens bj-bl,{otek. Ljstan
ðv'er ex-amen'sanbe-ten förändr.as ständiet, så on listan nu
e j i nnehå1len nå.got aï,b-ote n soni i ntres¡-êFap, kan d.e't
dyka upp nya fðrsi.ag iFngre f-r'am, Den, som är. j.ntresserado
än välkomnen tii-1 i nsti tutionÊri för' när.mare diskussi cn
Fõnsta kontal,rt bö-r- taç ned uirjv,l.ektor B-1örn ütittenrnar.k.
deni:¿i s¡rrif
_l
"
Många av de angìvna examensa:r.betena l<ï.ävez', kunskap i
F0RTRAN*progÌiafiìrne:. i rig
.
Fðnutom de ar-heLen, scm presenteras
hër.
brurc¡-,:. ,iven
'¡issa stön:re fðretagu t ex ASFA och sAliB, var.ie år" ge
tit listor med exaínerisaz-,bei-en, ï dessa f in:les nfta nånge
ai:beten inonL åmnet r^'egir:r"tekri_j k..
t àÍ' önskr¿ä:rt, att tekno-l-og e son utfi!r" exd,ineì-rsar"i;eten
i reglerteknik , de:rtal.er í under,vi.sninci+n i nå.qcn a.v
f or-tsättn j ngskunsei na. Då clessa kurse'r, J-igger. pä. irår*
terrnj-nen j fyran, l::a.ri ¡fet ur. stucietidssynnunkt vara f,ir*
delal;tf gt a"tt pånðria examenså::betet jnnan f,:r,ts s.ttninc,s*
L-le
kursen ¿tr avslutad,
Ì.trovemben IgT
K.J.
Âstnöm
2
2"
För
vår"'l
LA
Lei f Ancier"s son
Gunnan Bengtsson
Flilding ìi .mqvist
e
examensarhe-te f i nns en ansvar,.Prel irninår' handledane finns angjvna .¡j.ci
(-r
5
NL
Lt
Jan Holst
ïl'ar Gus tavsson
Stur:e LindahL
Lenn,ert Lj ung
GO
Gustaf Olsson
JH
l.tr
SL
J1^7
BÌ^l
v.J.4
Johan Wíeslander
B j ðr:n Viittenmar.k
KarI Johan é.stnöm
q lianclle,care.
vanie f,irsrap..
2
)
.
Ai\íAí_,Y.Si
0Cä SlyNTEs
Ail- våe ent-l-ig 'teoni r som presen-[enas í al]m.ïnna ku:.seir
i r'eglentekn:Lk, år' s¿å utforrnacl , att rlen 1ätt kan autc;*
m¿tiseras ' Aii t arbete, scm fr:rcl::as fðr ane.iys ocli syn*
tes, karr ut:fijras med hjålp av en data.maskjn" v¡_ harse*
car: l.ång tid tiiJ-bal<a på .ins'titutionen <relvis nn,:cì hrïrp
a\./ €xêflr€Írs¿1r.beten ¿r'betat rned att skr:j.va lämpliga subruti ner- " TypexerÍ1pe1 äï' -r:ra:-rsf crmat j on åv koorciinatsvsl-e,.l
ì til,l-ståndsnum, beräkning a\,/ stegsvar, impu.l ssv¿r , s:'-muiening, syntes av system med qiven ör,'er.föninqsfunl<ti6n,
rekonstruktion ar/ tílt stånclsvar'iablez. m. m-. Må1er' mecl denna
venksamhet än att få ett itor.npiett progï.åmpaket nneci vclrs
hjå1p rnan kan g4r,a sarntliga förelcorrma-i-rde nrtinrä1<ninqan
på ett mycket enkett sät-t. väsentJ-iga delar av praogr.amrne.n
är nu få9r'diga". Några examensarbeten -iã:r ciessa anal."fs* rich
syntespr.ograrr tilj-ämpas på kor"rkreta exempeå har utför,ts"
vj. ä:: enel-lertid mycJ<et jnrr.esser^ade av a-t-t ciessa Þro.qnam
används för dimensionen--ing av regjersystenn fd,n yttenliqare
exempel.
1,
t Modellb
e
och mätni
AT
lask ocii
5
cees 9en
.
( BI^l)
Vid institu'tionen frinns er: nybyggd process, som skalJ
a¡rvändas dels för demonstration av komponenter cch
dels fi,jr undersökn:lng av orjka regulatorer. Tnom exê.*
rnerrsar'betet skali man gör'a. en matematisk model_t :tðr
pnÕcesFen, undensök-a de -ol--ika mätgivanna och göra stvi.*
experíment med oijka typer av ::eguiatorer.
-1.
2 liltodellbv gge och mätninga:: eå_nruUgl (rid)
-
Til-1 ínstitutionenu d.ator kan vi ansluta en r,rridbar. bom
på vilken en kula kan balansenas, Denna Þrocess styrs
¿1
"
för' ir¿ir'varande irre<l hj.:iip ¡1'r/ t':å enlcla ::egi:-Latoìier
ixamensar.betet Êkali- cmf atta: fr-amragr:i n,o- ai¡ matem,eti sk mr:deil i?"x, FT-ÕceSSen , 1/erii-f r..sr:i nÊ. ar..¡ mccr'el.Jcn
c¡ch implementer:ing av reguì-atorey,*
"
i.3
smaskinmocleiier av o1ík¿ ko
ïra
.På i-ns1:itr-itionen
lexi tet
( i{.TÄ )
han saniia'ls stoï, e-rrfarenhet om Ìiar--e*
matj ska rnodeller för. clik¿ cleiprocesse:" vild pappers*
ti-l-ir,'e::kning . Dessa ha-r s tåi.its $amman till- en stcr
rnodell f ör, en pappersrnesk:Ln. Exarnensarbetet skali_ Õm*
fatta s jmule:.ing av rnocleLler av ci-j-k-a kompiexitet och
ever-rtuel-l-t j änföreiser -med g jonda experíment.
1,4
De:ad
ï:eat :'e ler'ín
av vär.mes.tav'en ( .IH )
nan känner Cen mateinatiska modellen för en process och
ocì'l am p?oce,ssen är styr.ban kan man styra Ðroce.$sens +-¡'-1i*
stånd til-i f'nskat läSe. Denna typ av expc-ri.m.ent sl.;a1l ut*
föz-as f,€nönl c.t-t Ëtyl-ö. Ëenpenatulten i en värmeÊtav sorn ,1y'
¿ir.slr:ten tiil
í.nstitutionens processdaton"
Cm
1,5
lì.e
l-
er.
av enkel ç.:ndel.n ( LA)
Tjlf j-nst-itr-t-lionens h1;cnaulservo kan ví koppla en vagÌì
med en pendel. Denna pentlel skall bal-anseras i uppr:ätt
iäge. Arbetet a1.¡ËeF d.inensionering av en regulator o Écm
göi" åter'koppiing f:r'ån sarntliga tíi1stånd, Dessutom skall
uniersökas om kalibreríngsfel hos givare kan eiírníne¡ras
genom att rekonstrlieTîa felel och ta nerl clet i regui-atorn.
1.6
Re
Ie
blem för vatten:ren¡1n sv-e::k
( K"rÅ )
Ar.-betet skali vara en iämplighetsstudie ¿LV de reg'Ier*
mð j lígheter
man har att bättre kunna ,ctytfla cch eventuel-it
ðka kapaciteterr hos ett vattënreninssvey-k,
Í.
r
:..7 f nlo
s
ìå.der:e
lenin
I
ÊI¡,r
)
nlopps lådan i1:' en del pr'oces s 6ciri : ngilr il en påppers *
maskin , och dess upogif t är a"tt f ör'deia bÌancini ngen
av vatten or-'h cel-lul.osaf ibren så 1ämt sorn mö-iiigt cå
ett rne*¿all ell-er. rrlastnät- " Arbetet är' en fortsä+.tn j ng
p¿i ett tidigare €x-aillêns+lrbe+Je ¿är' man tog fram mode,1. l"err'
f
för olika typeï' av inïopcsi-ådor.
I,B
MoCaLanaì-ys (GB)
flera in ooh uts'lg--na1er åjr det
ei uppenbant hr:r. str-ul<tu:ren på ::eguJ-atorn skall vara.
Arbetet avser att undersöka en metod fðr att Eora fler'variabla regulatoren,
Då m-an
har system
rned
i " I 14inima}.a observerar-e (GE )
liilstånden -i en Þröcess kan r.ekonstrueras med h-iäl-rr
av en modell men då ingår i modellen lika många titl-*
stånd. som i pr'ocessen, Man vill därför utnyt-f ja utsignal-erna för att kunna minska antalet tj11stårrd i
rekons trukt icn smcde i J-en
"
I " 1.0 ïnvenkan av
jqå"- gy"eJSA
sam .l-in
(
BT^Ì
stid och kvantiser.in hos sa
)
Ar.betet avser att .undersdka hur sannp)-ingsintervall-ets
längd påver'kan .re.qlerin!¡en. Gênom scrmplSngen kan nran
t ëx excitera mekaniska resonånser vilket ei i{n ðnsk.v5rt , Hur på'rerkas styi:ni ngen o;-n j,ns i enalen e l-l,ar rit *
sígnaien ä.n kvantiserad?
6
)
PIr.r-rc
f ssIi_)il\;Til"f ERIl,iG
.
Vid t-i li.'ìmpriing av r.eglertel(njl< På stynnÍirq av j.nclustr,rel i.i
processÐr ä-r. det mycket r¡äsent j_ j.gt att ha tj1l.Bå,ns ti 1.i
ef f ek-Li.va rnetoder föz' att best5mma maternatioka mocìeilt.r.
Ofta är" riet opnaktisktÌ ön ei omö-11Í,gt, at-t erhjrl_la s¿iclana niod.r:-l-1e-c dj-rekt u:n de gr'undl_a'gqande fysikaljska 1a_qar*
na" l"ian ¿ir clå hä:iv-jisai ti.l-L att bestämna de matematisi.,.r
rncdeilenna genorfl m,ïtning pii pnocessen^
Pnocessidentif ie:rin-q är. ell s"r¡stemat j sk rnetod at't r:t i fr.ån
mätnr ngan best¿im¡ra de cliffenentiatek.vatirrner eiier cJen
ö'¡erför-ingsfrrnktion, sorn l¡esk:::ive.r pl:ocesseil. Iletta lr ett
av inst j.tutl'-onens aktuella forskn:'_ngsomnåden - Ett flertalexamensanL,eterr finnes incm detta område,
2,
L Stnukturident if iel.in p, av ånq¡;anna
(
IC
)
att u'tnyf,tja måtningaz' g,ior,1a på lresundsver.ket
'¡i1i man bestämma .ì-iar.am-êtrar, i en nate;fiatisl< r-¡crie11,
Anbetet skaii ,iämföra ;.esuitate n då ol jka nnodeìler
Genom
och parameteruppsätinirtiflar används
2.
2.
.
Str.ukturi<lentif ieri ng av ÞaÐÞersmaskin
Med
hjäp av gjoncla exper.iment skali
( Bfd)
ol_ik-a model_ler:
av en pappersmasl<in under-sökas. På detta sätl; vjll
nan unclersöka om de hypoteser sorn giorts vid modellbygge-t kan bekräftas .Freriom mätningan
"
2,3
Expe::imentel-l- bes tämning
av inloppslåded ynamik
har institut:l.onen fått tiliåteIse att göra
exper-im.ent på en inloppståda. Dessa experinnent skallclä.refter använclas ftir. att bestämrna dynaniken fön en
Genom
i3vlh7
inioppslåda.
n
2,4 Identifieri.ng av k.Irnreaktor dvnarnÍk
samlingsintervall (G0)
rnecl
ol-ika
för en kärnreaktor beskrivs av modeller
med vitt skilda egenvänden, Genom att 6çðra identifiening med olika sanplingsintenvall vi11 man bestärnma mode1ler, giltíga i olika frekvensomnåclen.
Dynamiken
2
5 Petekjlening av felaktiga
mätvä::*.gJ-r (TG)
Då man gön identifieningsexperiment kan clet hända att
en del negistrer-ingar av mätvänden blir felaktiga.
Anbetet avser,."att undersöka en algoritm som automa-
tiskt kan detektera dessa felaktiga
2. 6'Y.gL
mHtvåinclen.
av insignql vid identifier'_i.ng (fG)
För: att få ut mesta
j 1i.ga av ett expeniment än det
önskvärt med stona insignalen men på gnund av produktionstekniska skäI måste insignalerna ofta begränsas. Hur skal1 man under: sådana begränsninean valla
sin insignal?
mð
FI
3.
OPTTMAL RËGLEF.TNIG
Genom att
kan rnånga
formulena syntesprobiem som optimeringsp::oblern
av variationskalkylerLs kraftfull-a resultat
t.i11ämpas för att d-imensioner:a ::eglensysten. De vijsentljga
teoretiska probLemen ör :i- princip löstar men mycket arbete
å'fenstår vad betr',äffa:: utveckligen av numerisk.r al.gori'trner,
Detta är också ett a.v institutionens aktuella forskninc's*
områden. Ett programpaket f ör dirnensionering a.¡ r'egulatorer
or:h styrlagar för, linjäna system iired kvadratiskt kri.teriun,
b¿ide för diskneta och kontinuenliga system, har utvecl<1ats,
DrsSSa. pnogrlampaket han ti1-lämpats på någr"a konkreta exempel,
Ê:¡fanenhet fr.ån ytterligare tillämpningan än emel] entid
nvcket väsentliqt. Följande arbeten finnes,
3.1 Bang-bang negler:ing av bommen
(JI,I)
Fön den pnocess som kallas bom.menr se I.2, skall
bestämma styrstnategie:r son så snabbt som möj ligt
flyttar
kulan från en positjon tj11
3.2 Minimaltidspnoblemet för
en pend
eI
man
en annan.
( BI^l)
Hur ser den styrstrategí ut som på k-ortast F.ð.-ilíea
tid slänger: upp en pendel så att den kan balanseras
rakt upp? A.r ciet nöj1igt att implementera denna strategi- på institutionens pnocecsdator?
3.3 Mjnímalvaniansst:rategier
med
begränsad ins ienal
( Bl^l)
*
processer störs åv brus kan en styrstrategì vara att
f örsöka mi nimera utsignale-ne .¡a:ríans " Arbetet avser .:tt
undersöka några sådana stnategier då insiqnalen ti11
systemet är begnänsac1 .
Ðå.
Y
4
.
ESTTMERT]'IG
,
F.EELLiTTDS
IDENTIFf
EËTNG
all-a til.Iståndsvar.tabier el är rnål tba:ra m'-iste dessa
rekonstruel:as otn man ví11 ç¿öra en regul-ätoT- som by¡rger
på återkoppling från samtli-ga tj11stånil" För liniSra
system vet man hun den optimaia regul.atorn ser ut men
däremot finnes clet många sätt uå r¡i1ka man ka1 pno,qr'ammera algonitmerna" Man han äverr försökt att överfôna
tankanna som ligger: bakom Kalnranf iltreringen till olinjära system s k utvidgad Kalman" Vidare fönelcc'mmer ofta system dän parametnarna är ticlsvar:iabla och okänrla'
Med de nämnda filtren kan även de okända parametral'na
estimeras och fj-Itret kan på aet sättet u$gðra en länk
i ett adaptivt system (Se avd 6). fnom dessa omnåden
f innes fö1- j ande förslag.
Då
+.1
för reelltids identi fieri:ne
simulerins av olini.Tra fi}ter (GO)
Kommandostvnt program
och
Fön att underlåitta unrlensökningen av olika fjl-Le:: ï rtr
viIl man ha ett fl-exiblet pFOflreelltidsidentifiering
rampaket med vans hjälp parametnar oeh struktur:en I
f i-l-tren lätt kan f ðränclras.
l_0.
5
.
R.EELL'iTDS B]-,RÄKNri'ic
.
pR.CCËS itiilrTOpìi,lF.
ett lecl i inst itut:i-cnens verksamhet , som /j-.r:, hcncen-trerad nå plocessreglelring , har: rr-i .Ìnknnt c-ln pr.Òcessdator , som l.evcrr:rat$ i juli l_97 0. Avsikten ,:l:i
bl a att på de.nna impJ-ermentera och testa utr¡eckla.le
numeriska algonitnrer oå. veri;l_iqa p¡ocesser, Att göra
ber'äkningan i reell tid och. m.ed ett mycket begränsat
rnj.nnesutrymrne tiil. sit*, f iinfoganrìe ställer heft andna
krai¡ ¿in då samma sal.: görs på en stor dator". Bran<l examensarbeterL i di.r,ekt sam.band merl processdatoren f innes.
Som
5
1
Prgeramvana.
fjf;?,qc- (Jr{)
För att göna procêssty:rni.ng med dat.or har de flesta
oator-Lil-lvenkare något slag av prognampaket med vans
h_iäip man kan definiena reglerloopar och utföra. oij.ka.
typen av neg.lering, Arbetet avser en ìnventening av
s;ida:ra pnogrampaket,
5,2 Reaii-sr:nin g av disital negulaton på rnikrodator
(
'Il.'J
)
På narknarlen intf;oducer'ås nu mycket srnå datoï.er, son
i pnincip är: uppbyggCa som en enda inteqr"erad knef-s,
Hun rnyck'et kan man göra mecl en sådan dator ocll hur"
snabbt gån det att göna beräkninganna?
r-I.
6
" ADAPTiVA
F.i,Gi,HFSYS'i]:I"I
Adaptiva reglerisys't-ern l<ari arrf:oma'tisk:t ãlnpa-ss(:1 e,i E ti1i
var j-er:ande systemdynamik. BLarrcl de rc,est viik.-incla exËmÐ*
leri mänks automati.sk- vcly'nl.-ontrol-L ! en rad-i.o, auto¡.ri.-l.ot för flygplan m- m.. AcìaDi:itva req:lersVSte.rn l-ig¡e-r' även
inom institutj.cnens fo¡sl.:njrrgsfä1t" En z'acl tiiii'z.¿-1e examensaf'beten har genomförts m€n flera återståv'" t ex"
6.I
¿îamti-di-
es';imerin
a\¡
arametra:r och ti iLstånd
( Rri,l)
Fiir att styz.a system
med okËnda parametr'ar kan män på
sammð. såit'h son mctn estimeran tillstårrder'r fnrsoka es*
tirnera de oJ<ända parametrarna" Regulatonn l,-,aseras dän*
efte.r på de estimerade tillståncJerr och parafnetr'ar:na.
Arbetet a1./sÊrt att und.ersöka en metod sorn äT' an.síverl i
I ittenaturen .
6.2 Regulatoner med var:ierande strukt'ut' (LL)
f stå11et för att låta parametrarna i en regulator
fðrändr-as för ol-ika betingelser kan man 1åta strukturen hos regulatonrr förändra.s. En metod som f j.nns
angiven i littenatulren skal.l undersökas .
12"
-i,
I'lI'jDIC.IÌ.Iiì'tCA,, BLOï.,CGI-qKA
r SrlCt^t-O,
Ël.itì'ríOl,tTSKA SytjTftM
Regler'leknikens metoce:r ì:i5r.' jar i a] lt s-iönr,e ìrtstrFc].:*
ninq at L ti i1ä.rnpas ,'jven pËr :icke teknLlska systenr. Tnom
för'etagsekonr:min he.r mai:r s;åledes -Lnfönt reg;ier.tekn_i ska
be¡5nepp under rubriker :-;åsom manaq€men't- infor,mat:Lon
system' managenenl: cÕn'L¡..'çr s'ystem" T'i-1iä,npnin,qar i'i-nnes
även i-nom mecic-:'-n:ika, soci.ala och bi.olog:'-ska system.
Ïnom degsa f¿jlt har v:i n,3gra examensa::beten, sorn liestån
:i ät-t sturlera s;ådana systerm meri regi.erteknr',ska rnetoclen"
Syftet än att under.söka hur icke endast kvalitati-r.za u.tan
även kvantitativa aspekter åv regiertekniken kan över*
föras tíll clessa typer. ev system.
7.I Prognos
med
hi.{1e av Kalmanf ilter
(rG,JH)
rnom el<onomiska system vilr man kunna för.utsi-rga t:ltl_
e:tempel eftenfr:ågan fðr en vana. T examensanbetet skal1
man anvånda metoder från ne,qientekniken och se orn clc:
kan anpassas så att de k-an ani¡ändas på ekonomi.ska noderTon
7
.2 Naticna-lekonomis ka modeller
(KJA)
fnom l-i.tteraturen finns ett antar föns1ag hur man skal.l
bygga upp model-ler. fön ett lands ekonom_i. r/jl_k¿r variabler.
än det som än av pnímåi't i.ntr.esse och v:'-lka sanband
skal-l- man utnyt-tja? .Arbetet avser: att gðra en samman*
st¿í'llning och anaì.ys av de föresì-agna. mocleller.å.
7
,3
Ekonomísk be las tnÍnøs förcie
Hu"r
skall
lni
ng
i
knaf tsv.sten ( Si,)
man fär'de1a pr",oduk.rionen av
elkr.aft Þå c1e
ti1lgärr,gLiga, statrlr:ner.rra? Tiärvid måste man ta hänsyn
ti11 rör.l-iga kos'triade¡- sant til-I begnänsn_in¡,ar i pncdukt ioirsì.:apac i-tet
,
r
13.
I
8
.
PROGRAM
.
I']IJMEF
TSKA
BERÄKNT}IGAR
l-ön att få kraftfr-rlLa verktyg att 'arbeta med ha¡ på
institutionen utvecklats F,rograrn Ëör' ar¡alys , syntes
och sirnulering av dynari:ìska systenl" Med h-ì¡ìo av exarnensarbeten har f lena progra¡npaiceÈ kunnat utveckl-ats.
Inom detta orr.rråde f inns fð1,¡ande etranensarbeten,
8.
I McdelÌb
e
å
PDP:
n
( Ji^lr
SL)
Anbetet avser att göra ett prG'gllampaket lned vars h-iåIp
man kan beräkna linjärise:rade modellen ula de olínlära
systernekvationerna. Man vil-1 dessutom kunna beräk_na
egenvärden, göra transformatiouì.en och kontrollera sty:rbarhet och ol:serr¡erbarhet. Palaetet skall implementenas
på processd,atonn.
'
I 2 Utvidghing av SÏMNON (HE)
SIMNON år ett programpaket för simulerjns av olÍnj:ì¡¿
systern och har tagits fram:-,som ett examensarbete. Iletta
progranpaket skall nu utvidgas så att det åiven kan 5ehandla samplade system och sy'sitern som innehåI1en tidsföndnöj ningar,
8.3 Revidening av CSMP (Bi^I)
rnstitutioneni han fått ett pr@p-*rampaket fön siinuleninssspråket csMP. r detta paket skalr gönas vissa fön,i¡d¡insaï
för att göra det rner anvålndarvå'n1iqt. Dessutom avser
arbetet att unde:rsöka vilka fõr- och nackdelan, som
spnåket har.
'ttl
L2
I.
IqEÐICTNSKA, BÏOLOGISKÃ,, SOCIÀLA, ÐKtïtrOMïSlL4 SyS?ÐM
ReEiertekniker¿s metÕd€r biSrjar i allt större utstrååchníng
atÈ. tÍ3lämpas även på icke +*ekníska sysÈer,r. lnom föraàagsekùnomín har man såtedes infört regl.ertekniska beErepp uaðer
rubriker såsom manaEemens- infornmtíon sygËeÊtd managëmene
contreil sygeeür. Tiilämpningar finnes är.¡en Ènom medi-cinsh¿¡,
sociaLa oeh bíologåsica syË¡:.eni" Inom dessa f¡åit h¿r vi några
Êxamênsarbeten¡ sorn består i att studera sådana system rned
regiertelcniska metoder, Syftet är att, undersöka hur icke end.asL kval-itaÈiva utan ååven kvantitativa aspekter av regi-er*
+-eknj-kenlr:kan överföras ttLl dessa typer av systêm.
i3 "
i lracer anaLys {trÊr}
hjäJ"p av experåment víll man göra modeLler eom talar om
?rur med.ictrter sprid,s i hroppen. Arbet,eÈ avËèr anal"ys och fram*
tagnÍng a.v "fftvrlägar" fðr läkemeclelsdosering"
I4e<1
8.2
Studí".."xn a'¿ båo.LoqåËkä.
Ë,iltväx tprocesser
{Go¡
Arbeteb avÊer l-åtteraturst.uåi.er och simulerlng av modell-er för
bioSoEåslc,. tåIlvãxt" Ðet.ta år av intresse t etr i de bioloElska
st€gen i renlngsverk,
I " 3 l4aeematísk a mcdeller für föroreninsârs sÞrid.nfnq i luft
och vai;ten (GÐ}
Ä'rbet.et. avser 1iÈ,teraturstudier av ra*d.el-l.er för sprioning av
olika åimnen i luft och vatten, jiven detta examensarbeÈe har
tlliämpningar j"nom miîjövår'dsområdet "
8.
4 ldat.icnaleko
ska modeller iK.jÅi
Ínom i-åtterat'uren fånns +tt antal förslag hiir man skali bygga
upp modell-er fö:: ett lands ekoncmi. V:i-lkâ varl"abi-er är det som
är av prfmåårt, åneresse och vj-l.ka sainhand e}calt m.an utnytt-ja?
Arbet.et avser at,t gðra eÍl $iarËJr:anstä11:ri-ng och ârlaLys av de f.ûte-
slagna modellerna.